[목재과학카페] 건조8
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[목재과학카페] 건조8
  • 한국목재신문 편집국
  • 승인 2015.08.20 09:58
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특수 건조
특수 건조법에는 인공건조의 범위 내에 들어 있는 것도 있으나 일반적으로 이용되는 방법이 아니기 때문에 특수건조법으로 별도 소개하고자 한다.

① 진공건조
이 방법은 철제 실린더 내부에 목재를 밀폐시키고 고온, 저압 조건을 적용해 물의 비등점을 낮춰 증발 속도를 촉진시켜 건조하는 방법이다. 그러나 건조 속도가 급하기 때문에 할렬이 발생하기 쉽고 길이가 짧은 특수용재의 건조용으로 사용되고 있는 정도이다.

② 고주파건조
목재를 고주파 전계 중에 놔두면 내부가열에 의해 목재의 중심부 증기압이 높아져 급속히 건조되는 방법이다. 이 방법에 의하면 섬유포화점 이하의 건조에서도 속도가 저하되지 않는다. 따라서 가구 재료의 건조에 이용되며 특히 전기 절연재료처럼 거의 전건상태까지 목재를 건조하는 경우에 유리하다. 진공건조와 고주파건조의 장점을 복합시킨 고주파진공건조는 단면 치수가 큰 목재의 건조에 적합한 방법이 되고 있다. 또한, 벽공에 추출물이 퇴적돼 있어 수분 통도성이 불량한 삼나무 등의 침엽수재는 가압과 급격한 해압에 의한 폭쇄(爆碎)를 통해 벽공을 파괴해 수분 통도성을 양호하게 만든 다음 고주파진공건조를 적용하는 폭쇄고주파진공건조라는 것도 있는데 이 역시 단면 치수가 큰 목재의 건조에 적합한 방법이 되고 있다.

③ 태양열건조
태양열건조는 태양열을 적극적으로 활용하는 건조법으로 자연 조건에 의존할 수밖에 없는 천연건조와는 근본적으로 차이가 있다. 태양열을 이용하는 목재 건조 장치로는 지붕과 남쪽 면에 투명판을 덮은 온실과 같은 간이 시설과 집열기와 축열기가 갖춰진 고급 장치가 있다. 이런 설비 이외에 조습기와 보조 가열기 등도 추가되면 일반적인 인공건조 설비와 유사한 것이 되어 태양열 이용의 장점이 희박해지게 된다. 이처럼 목재 건조 장치로써의 정도까지 성능을 부여하는데 있어 그 한계를 정하는 것이 어렵다. 건조 속도는 천연건조보다 빠르며 인공건조보다는 느리나 설치비가 인공건조실에 비해 저렴한 편이고 함수율 7% 수준까지 건조가 가능하다.

④ 고온건조
일반적인 인공건조와의 차이점은 고온의 열기를 이용한다는 점에 있다. 건구온도는 항상 100℃ 이상이며 습구온도는 100℃ 이하를 유지하게 된다. 고온으로 건조하기 때문에 건조 속도가 매우 빠르며 건조 후의 목재는 흡습성이 작아지고 치수안정성이 큰 것으로 알려져 있다. 그러나 목재의 재색이 짙은 색으로 변색되며(그림 1) 옹이가 느슨해질 뿐만 아니라 고함수율 조건에서 고온에 노출되기 때문에 목재의 열분해로 인해 건조재의 휨강도, 강성 등과 같은 일부 강도적 성질이 저하된다.

▲그림 1. 170∼230℃의 고온 가열에 의한 자작나무 재색의 갈변

⑤ 증기건조
공기에 노출시키는 대신 건조는 자일렌(xylene) 등과 같은 유기용제의 증기에 의해 건조된다. 목재를 밀폐된 관에 넣고 100∼200℃ 정도의 뜨거운 증기에 노출시킨다. 목재로부터 증발된 수분이 유기용제 증기와 혼합돼 관 외부로 배출되어 응축되는데 수분과 유기용제의 비중이 다르기 때문에 이러한 성질을 이용해 유기용제를 수분으로부터 분리해 다시 이용할 수가 있다. 마지막 단계에서 진공에 의해 목재에 잔류되어 있는 유기용제를 제거하게 된다. 건조 속도는 일반적인 인공건조에 비해 3∼20배 정도로 무척 빠른 편이나 건조비가 많이 소요된다.

⑥ 제습건조
목재로부터 증발되는 수증기가 일반적인 인공건조와는 달리 건조실로부터 증기의 형태로 제거되는 것이 아니라 응축되어 액상의 수분으로 제거된다. 수분의 응축 과정 중에 생긴 잠열이 응축 파이프 위를 통과하는 순환 공기에 의해 다시 빼앗기게 되어 목재로부터 추가적인 수분을 증발시키는데 이용된다. 온도는 대개 40℃ 이하로 낮은 편이며 상대습도는 30∼50% 수준이다. 인공건조실에 비해 초기 투자비는 작으며 작업 공정도 간단하지만 건조 속도가 느린 단점이 있는 반면 저온에서 완만하게 건조되기 때문에 재색의 변색이 적은 장점이 있다. 인공건조에 비해 침엽수재 건조 시 67% 그리고 활엽수재 건조 시 43% 정도의 에너지 비용 절감 효과가 있다. 제습건조는 주로 활엽수재의 건조에 적용되고 있다.

<다음호에 계속됩니다.>
국민대학교 임산생명공학과 엄영근 교수

한국목재신문 편집국   webmaster@woodkorea.co.kr

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